基因工程细胞工程胚胎工程 (2)讲稿.ppt
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1、基因工程细胞工程胚胎工程1第一页,讲稿共三十八页哦基因工程相关知识整合基因工程相关知识整合 概述基因工程和蛋白质工程基本操作过概述基因工程和蛋白质工程基本操作过程,并思考下列问题。程,并思考下列问题。答案答案 基因工程基本操作过程:获取目的基因基因工程基本操作过程:获取目的基因构建构建基因表达载体基因表达载体将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因目的基因的检测与鉴定。的检测与鉴定。蛋白质工程基本操作过程:蛋白质预期功能蛋白质工程基本操作过程:蛋白质预期功能蛋白质蛋白质的三维结构的三维结构 氨基酸序列的多肽链氨基酸序列的多肽链基因(基因(DNA)分子分子设计设计DNA合成合成2第二
2、页,讲稿共三十八页哦(2)基因工程的基本操作步骤中哪几处用到了限制酶,其)基因工程的基本操作步骤中哪几处用到了限制酶,其特性和来源是什么?又有哪几处涉及碱基互补配对?特性和来源是什么?又有哪几处涉及碱基互补配对?答案答案 限制酶在第限制酶在第1、2步中用到而且要求同一种,目的步中用到而且要求同一种,目的是产生相同的黏性末端;限制酶主要从原核生物中分离是产生相同的黏性末端;限制酶主要从原核生物中分离纯化而来,它能识别纯化而来,它能识别DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并分子的某种特定的核苷酸序列,并且切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键,产生的末端有黏性末端且切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键,产生的末端
3、有黏性末端和平末端;只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补和平末端;只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对,其余三个步骤都涉及碱基互补配对。配对,其余三个步骤都涉及碱基互补配对。3第三页,讲稿共三十八页哦(3)基因表达载体如何构建?)基因表达载体如何构建?答案答案4第四页,讲稿共三十八页哦(4)将目的基因导入受体细胞的常用方法?)将目的基因导入受体细胞的常用方法?答案答案 植物细胞:农杆菌转化法;动物细胞:显微注射法;植物细胞:农杆菌转化法;动物细胞:显微注射法;微生物:微生物:Ca2+处理法。处理法。(5)目的基因的导入与表达如何进行检测与鉴定?)目的基因的导入与表达如何进行
4、检测与鉴定?答案答案 分子水平检测分子水平检测a.插入检测:插入检测:DNA分子杂交技术,即使用放射性同位素标记分子杂交技术,即使用放射性同位素标记的含目的基因的的含目的基因的DNA片段作探针检测。片段作探针检测。b.表达检测表达检测个体生物学水平鉴定:对转基因生物进行抗虫或抗病个体生物学水平鉴定:对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验。的接种实验。转录检测:分子杂交法,即目的基因作转录检测:分子杂交法,即目的基因作 探针与探针与mRNA杂交杂交翻译检测:抗原翻译检测:抗原抗体杂交法抗体杂交法5第五页,讲稿共三十八页哦 (沈阳质检)转基因植物油是由转基因植物通过压(沈阳质检)转基因植物油是由转基
5、因植物通过压榨或浸出法加工制得的,因其出油率高而被广泛采用。我国是榨或浸出法加工制得的,因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国,每年都从国外进口大量的转基因植物油。植物油消费大国,每年都从国外进口大量的转基因植物油。(1)在培育转基因油料植物的过程中,基因操作需要的工具)在培育转基因油料植物的过程中,基因操作需要的工具酶是酶是 。在基因表达载体。在基因表达载体中,目的基因的首端必须含有中,目的基因的首端必须含有 ,它是,它是 识别和结识别和结合位点。合位点。(2)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法:的方法:。若。若受体细胞为
6、植物体细胞,可采用受体细胞为植物体细胞,可采用 技术获得转基因植物技术获得转基因植物体,该技术所依据的原理是体,该技术所依据的原理是 。限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNA连接酶连接酶启动子启动子RNA聚合酶聚合酶农杆菌转化(或基因枪、花粉管通农杆菌转化(或基因枪、花粉管通道)法道)法植物组植物组织培养织培养植物细胞全能性植物细胞全能性6第六页,讲稿共三十八页哦(3)若要检测()若要检测(2)中获得的植物细胞染色体上是否含有)中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因,可采用目的基因,可采用技术。而想要得知上技术。而想要得知上述植物是否真的出油率高,应如何做?述植物是否真的出油率高,应如何
7、做?。(4)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率,其设)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率,其设计流程应从预期的计流程应从预期的 出发,设计预期的出发,设计预期的 结构,推测出应有的结构,推测出应有的 序列,然后找到相对应的序列,然后找到相对应的 序列,再用转基因技术改变其现有性状。序列,再用转基因技术改变其现有性状。DNA分子杂交分子杂交将该植物制出植物油与同等质量的非转基因植物制出将该植物制出植物油与同等质量的非转基因植物制出的植物油称重比较的植物油称重比较蛋白质功能蛋白质功能蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸7第七页,讲稿共三十八页哦植物组织培养和植物体细胞杂交植物组
8、织培养和植物体细胞杂交 图示植物组织培养和植物体细胞杂交过程,图示植物组织培养和植物体细胞杂交过程,并思考下列问题。并思考下列问题。8第八页,讲稿共三十八页哦(1)上述两过程依据的原理是什么?)上述两过程依据的原理是什么?答案答案 植物组织培养:细胞全能性;植物体细胞杂交:细胞膜植物组织培养:细胞全能性;植物体细胞杂交:细胞膜的流动性和细胞的全能性。的流动性和细胞的全能性。(2)在植物体细胞杂交过程中,原生质体经诱导剂处理后,会有)在植物体细胞杂交过程中,原生质体经诱导剂处理后,会有几种细胞类型?几种细胞类型?答案答案 5种:甲、乙、甲甲、乙乙、甲乙种:甲、乙、甲甲、乙乙、甲乙9第九页,讲稿共
9、三十八页哦 野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力,但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同抗盐碱、抗寒能力,但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究,用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交,培育做实验研究,用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交,培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题:出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题:10第十页,讲稿共三十八页哦(1)过程可用聚乙二醇(过程可用聚乙二醇(PEG),其目的是),其目的是 。(2)请用文字和箭头表示出)请用文字和箭头表示出技术过程的实验流程:技术过程的实验流程:
10、。由此过程。由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性,这是可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性,这是 。(3)在培养基上培养一段时间后,原生质体会再生出细)在培养基上培养一段时间后,原生质体会再生出细胞壁。可以取样,通过胞壁。可以取样,通过 实验来鉴别细胞壁是否已实验来鉴别细胞壁是否已经再生。经再生。诱导原诱导原生质体融合生质体融合融合细胞融合细胞 愈伤组织愈伤组织 幼苗幼苗脱分化脱分化再分化再分化植物植物细胞具有全能性的表现细胞具有全能性的表现植物细胞的质壁分离与复原植物细胞的质壁分离与复原11第十一页,讲稿共三十八页哦(5)请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处:)请说明运用植物体细
11、胞杂交法的最大好处:。可以可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍12第十二页,讲稿共三十八页哦 图图示示动动物物细细胞胞培培养养、细细胞胞核核移移植植和和单单克克隆隆抗抗体体制备过程,并思考以下问题。制备过程,并思考以下问题。动物细胞工程技术的相关知识整合动物细胞工程技术的相关知识整合13第十三页,讲稿共三十八页哦14第十四页,讲稿共三十八页哦15第十五页,讲稿共三十八页哦(1)上述过程的原理是什么?)上述过程的原理是什么?答案答案 动物细胞培养:细胞增殖;动物细胞培养:细胞增殖;细胞核移植细胞核移植:细胞核全细胞核全能性;能性;单克隆抗体的制备原理:单克隆抗体的
12、制备原理:a.免疫原理:经免疫的免疫原理:经免疫的B淋巴细胞产生特异性抗体。淋巴细胞产生特异性抗体。b.增殖原理:骨髓瘤细胞增殖原理:骨髓瘤细胞能在体外培养的条件下大量增殖。能在体外培养的条件下大量增殖。c.融合原理:细胞膜的流动性以及病毒对宿主细胞的穿融合原理:细胞膜的流动性以及病毒对宿主细胞的穿透性。透性。(2)区分原代培养和传代培养、细胞株和细胞系。)区分原代培养和传代培养、细胞株和细胞系。答案答案 原代培养:可有两种表述。原代培养:可有两种表述。a.细胞悬浮液第一次在瓶细胞悬浮液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养;中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养;b.第第1代细胞的代细胞的
13、培养与传培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。有本质区别。16第十六页,讲稿共三十八页哦传代培养:同样有两种表述。传代培养:同样有两种表述。a.细胞悬浮液培养一段时间细胞悬浮液培养一段时间后,分瓶再进行的细胞培养;后,分瓶再进行的细胞培养;b.传传10代以后的细胞培养,统代以后的细胞培养,统称为传代培养。称为传代培养。细胞株:原代培养的细胞一般传至细胞株:原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长代左右会出现生长停滞,衰老死亡,少数度过停滞,衰老死亡,少数度过“危机危机”的细胞能传的细胞能传4050代,代,形成细胞株。细胞株
14、的遗传物质并没有发生改变。形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。细胞系:细胞株传至细胞系:细胞株传至50代以后,会出现第二次危机,少数度过代以后,会出现第二次危机,少数度过第二次危机的细胞能够无限制地传下去,形成细胞系。细胞系第二次危机的细胞能够无限制地传下去,形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变,有癌细胞的特点。的遗传物质发生了改变,有癌细胞的特点。17第十七页,讲稿共三十八页哦(3)单克隆抗体制备过程中有哪两次筛选?)单克隆抗体制备过程中有哪两次筛选?答案答案 第一次筛选是将未融合的第一次筛选是将未融合的B细胞、骨髓瘤细胞以及细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养
15、基淘汰,筛选出融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰,筛选出B瘤融瘤融合的细胞。合的细胞。第二次筛选是将产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养第二次筛选是将产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内获取的免疫用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内获取的免疫过的过的B淋巴细胞有很多种,形成的杂交瘤细胞有很多种,淋巴细胞有很多种,形成的杂交瘤细胞有很多种,所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。18第十八页,讲稿共三十八页哦 (潍坊质检)人(潍坊质检)人CD20单克隆抗体是治疗一些单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药物,目前主要
16、是通过培养哺乳动物细胞恶性肿瘤的特效药物,目前主要是通过培养哺乳动物细胞的方式生产。我国科学家已经培育出世界上第一头转入了的方式生产。我国科学家已经培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛,可以从它产的牛奶中直接提取抗体基因的转基因牛,可以从它产的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术成熟后,有望使这一特效药的生产成本抗体。这项技术成熟后,有望使这一特效药的生产成本降至现在的降至现在的1/10。请回答:。请回答:(1)单克隆抗体的制备过程需先将)单克隆抗体的制备过程需先将 融合,这融合,这一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的是一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的是。(2)动物细胞培
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